(57)【要約】【課題】  揮発性溶媒を含有する樹脂が塗布された基板をリフトピン付きの加熱プレートにてプリベークするにあたって、プリベーク時における樹脂の流動を防止する。【解決手段】  基板上に揮発性溶媒により粘性が付与された樹脂を塗布する樹脂塗布工程４０と、上記基板を昇降可能なリフトピンを介して加熱プレート上に載置し所定温度下で予備的に焼成するプリベーク工程６０とを含む液晶表示素子の基板製造方法において、上記樹脂塗布工程４０と上記プリベーク工程６０との間で、上記基板を常温雰囲気下で所定時間放置して、上記プリベーク工程に上記樹脂が流動しないように上記揮発性溶媒を揮発させる待機工程５０を実施する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子の所定の構成要素を形成するため基板上に揮発性溶媒により粘性が付与された樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、上記基板を昇降可能なリフトピンを介して加熱プレート上に載置し所定温度下で上記基板上に塗布された上記樹脂を予備的に焼成するプリベーク工程とを含む液晶表示素子の基板製造方法において、
上記樹脂塗布工程と上記プリベーク工程との間で、上記基板を常温雰囲気下で所定時間放置して、上記プリベーク工程の上記加熱プレートによる予備的な焼成時に上記樹脂が流動しないように上記揮発性溶媒を揮発させる待機工程を備えることを特徴とする液晶表示素子の基板製造方法。
【請求項２】
上記待機工程において、上記樹脂内における上記揮発性溶媒の残留含有量が６０〜７０重量％となるまで上記揮発性溶媒を揮発させる請求項１に記載の液晶表示素子の基板製造方法。
【請求項３】
上記待機工程をヘパフィルターを有する送風機を備える待機室内で行う請求項１または２に記載の液晶表示素子の基板製造方法。
【請求項４】
上記樹脂には感光性樹脂と熱硬化性樹脂とが含まれる請求項１，２または３に記載の液晶表示素子の基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子の基板製造方法に関し、さらに詳しく言えば、プリベーク工程とポストベーク工程とを含み揮発性溶媒を含有を有する塗布型樹脂によって基板上にカラーフィルタなどを形成する液晶表示素子の基板製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示素子は、その液晶表示素子を構成する２枚の基板（透明電極基板）のうちの一方の基板の内面に例えばＲ，Ｇ，Ｂの３原色からなるカラーフィルタやブラックマスクを備えている。このカラーフィルタは、特許文献１にも示されているように、基板洗浄・乾燥工程→カラーレジスト樹脂塗布工程→プリベーク（予備焼成）工程→露光・現像工程→ポストベーク（本焼成）工程の各工程を経て形成される。
【０００３】
このうち、プリベーク工程はカラーレジスト樹脂（感光性樹脂）に含まれている揮発性溶媒を除去するために行われるが、これには図２に示すようなホットプレート（加熱プレート）１が一般的に用いられている。なお、図２（ａ）はホットプレート１の平面図，図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
ホットプレート１は一例としてその４角と中央の５箇所に昇降可能なリフトピン２を備えている。待機状態ではリフトピン２は上方に突き出されており、その上に図示しないシャトル（往復搬送手段）により前工程でカラーレジスト樹脂４が塗布された例えばガラス材よりなる基板３が載置される。
【０００５】
しかる後、リフトピン２が下降して基板３がホットプレート１上に載置され、図示しない負圧吸着手段により一時的に固定される。ホットプレート１は図示しない電気ヒータなどの加熱手段により例えば８０℃程度に加熱され、これにより基板３のプリベークが行われる。
【０００６】
このホットプレート１でのプリベークが終了するとリフトピン２が上昇して基板３がホットプレート１から持ち上げられ、上記シャトルにより例えば次のホットプレートに運ばれる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１９３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した構成のホットプレート１において、リフトピン２もホットプレート１により加熱されるが、ホットプレート１とリフトピン２は別部材であるため、ホットプレート１全体を見ると温度分布が生ずる。すなわち、温度はホットプレート１上がもっとも高く、次にリフトピン２上で、リフトピン２の挿通孔とその周辺がもっとも低い。
【０００９】
カラーレジスト樹脂４に含まれている揮発性溶媒の揮発速度は温度に依存する。すなわち、温度の高いところと低いところとでは揮発性溶媒の揮発速度が異なり、これに伴ってカラーレジスト樹脂４は温度の高い方から低い方へと流動し、その結果、図３に誇張して示すようにリフトピン２の挿通孔周辺にレジスト樹脂が集まり、その部分の厚さが他の部分よりも厚くなる。プリベーク後にこの凹凸がピン跡として観察され、これが原因で表示不良となることがある。
【００１０】
したがって、本発明の課題は、揮発性溶媒を含有する樹脂が塗布された基板を上記した構成のリフトピンを有するホットプレート（加熱プレート）にてプリベークするにあたって、ホットプレート固有の温度分布にかかわらず、プリベーク時における樹脂の流動を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、液晶表示素子の所定の構成要素を形成するため基板上に揮発性溶媒により粘性が付与された樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、上記基板を昇降可能なリフトピンを介して加熱プレート上に載置し所定温度下で上記基板上に塗布された上記樹脂を予備的に焼成するプリベーク工程とを含む液晶表示素子の基板製造方法において、上記樹脂塗布工程と上記プリベーク工程との間で、上記基板を常温雰囲気下で所定時間放置して、上記プリベーク工程の上記加熱プレートによる予備的な焼成（乾燥）時に上記樹脂が流動しないように上記揮発性溶媒を揮発させる待機工程を備えることを特徴としている。
【００１２】
通常、塗布型樹脂に対する揮発性溶媒の含有量は８０〜９０重量％で、これによりその樹脂の粘度を１０ｃＰ（センチポアズ）以下として塗布性をよくしているが、本発明ではプリベーク時における樹脂の流動を押さえるうえで、上記待機工程において上記樹脂内における上記揮発性溶媒の残留含有量が６０〜７０重量％となるまで上記揮発性溶媒を揮発させることが好ましい。
【００１３】
また、揮発性溶媒を短時間で所定含有量まで揮発させるには、上記待機工程をヘパフィルター（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉａｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒｆｉｌｔｅｒ）を有する送風機を備える待機室内で行うことが好ましい。
【００１４】
本発明が対象とする揮発性溶媒により粘性が付与された樹脂（塗布型樹脂）には、例えばカラーフィルタやブラックマスク、光拡散層の形成に用いられる感光性樹脂のほかに、例えばカラーフィルタ上に設けられる保護膜や配向膜の形成に用いられる熱硬化型樹脂も含まれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プリベーク前の待機工程で樹脂に含まれている揮発性溶媒があらかじめ樹脂が流動しない程度まで揮発されているため、プリベークに用いられる加熱プレートに固有的に生ずる温度分布にかかわらず、凹凸のないほぼ均一な樹脂膜が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、図１の製造工程図を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１はカラーフィルタ基板の製造工程を示している。なお、全工程を通して基板およびレジスト樹脂は図示されていない。
【００１７】
これによると、まず第１の洗浄・乾燥工程１０で液晶表示素子を構成する基板を洗浄して乾燥する。通常、基板にはガラス基板が用いられるが、プラスチック基板が用いられることもある。また、生産性の観点から、この段階での基板は多面取り用の大判サイズのマザー基板である。
【００１８】
次のＳｉＯ２形成工程２０において、基板の片面上にＳｉＯ２（シリカ）膜を例えばスパッタ法により形成した後、第２の洗浄・乾燥工程３０でＳｉＯ２付き基板を再び洗浄して乾燥する。
【００１９】
そして、次のレジスト塗布工程４０で、例えばＲ，Ｇ，Ｂのうちのひとつのカラーレジスト樹脂（感光性樹脂）を塗布する。このカラーレジスト樹脂には、塗布性を考慮してその粘度が好ましくは１０ｃＰ程度となるように、所定の揮発性溶媒が８０〜９０重量％含有されていてよい。
【００２０】
次に、基板を待機工程５０に搬入する。この待機工程５０において、基板を例えば２５℃の常温雰囲気下で所定時間放置して、次のプリベーク工程６０での予備的な焼成（乾燥）時にカラーレジスト樹脂が流動しない程度にまで揮発性溶媒を揮発させる。
【００２１】
基板を常温雰囲気下で所定時間放置するには、図１に一例として示すように待機室５１内に複数の棚５２を観覧車式に循環可能に設けて、ＦＩ／ＦＯ（先入れ，先出し）方式を採用するとよい。これにより、レジスト塗布工程４０から順次送られてくる各基板を一定時間効率的に待機させることができる。
【００２２】
また、待機室５１にヘパフィルタ５４を有する送風機５３を接続して、待機室５１の換気を強制的に促すことにより揮発性溶媒を効率よく揮発させることができる。いずれにしても、この待機工程５０において、カラーレジスト樹脂内における揮発性溶媒の残留含有量が６０〜７０重量％となるまで揮発性溶媒を揮発させることが好ましい。
【００２３】
そのひとつの目安として、図１に示す最終のポストベーク工程８０後のカラーフィルタの膜厚を１μｍとする場合の待機工程５０での待機時間は、ブラックレジスト樹脂で２４０秒，青レジスト樹脂で２３０秒，赤レジスト樹脂で２１０秒，カラーフィルタ全体を保護するクリアレジスト樹脂（熱硬化性樹脂）で２７０秒を例示できる。この待機時間による溶剤揮発量はいずれの樹脂においても０．５ｇ以上である。
【００２４】
この待機工程５０が終了したら、基板をプリベーク工程６０に送る。プリベーク工程６０では先の図２で説明したリフトピン２を有するホットプレート１により、例えば８０℃で基板を予備的に焼成（乾燥）する。
【００２５】
本発明によれば、前の待機工程５０でカラーレジスト樹脂が流動しないように揮発性溶媒があらかじめ所定量揮発されているため、ホットプレート１に温度分布があっても、カラーレジスト樹脂に図３に示すような凹凸のピン跡が付くことはほとんどない。
【００２６】
プリベーク後、露光・現像工程７０を実施する。この露光・現像工程７０においては、フォトマスクを介して必要とする部分のカラーレジスト樹脂にのみ露光して当該部分の樹脂を硬化させ、現像により不要な未硬化樹脂を除去する。
【００２７】
しかる後、残されたカラーレジスト樹脂をポストベーク工程８０において例えば２３０℃にて本焼成する。露光・現像工程７０およびポストベーク工程８０は常法にしたがってよい。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ基板の場合、残りの２色について上記の各工程を繰り返し行う（ただし、ＳｉＯ２形成工程２０は除く）。
【００２８】
〔実施例１〕
カラーレジスト塗布装置（平田機工社製ヘッドコーター）に赤レジスト樹脂（新日鐵化学社製光感光性アクリル樹脂，揮発性溶媒８１重量％含有）を充填し、ガラス基板上にポストベーク後の膜厚が１．０μｍとなるような設定で均一に塗布した。そして、待機工程として常温雰囲気下に２１０秒間放置した。プリベーク工程として、図２に示すようなリフトピン付きのホットプレートを１１基（いずれも加熱温度は８０℃）を備えたプリベーク炉を使用し、樹脂塗布基板をシャトルにて１基目から１１基目まで順次移して各ホットプレートにて８０℃の温度を２分間保持するようにプリベークした後、樹脂塗布基板を観察したところ、凹凸のピン跡は認められなかった。
【００２９】
〔実施例２〕
カラーレジスト塗布装置（平田機工社製ヘッドコーター）に揮発性溶媒８．５重量％と高沸点溶媒を２．５重量％含有した赤レジスト樹脂（新日鐵化学社製光感光性アクリル樹脂）を充填し、ガラス基板上にポストベーク後の膜厚が１．０μｍとなるような設定で均一に塗布した。そして、待機工程として常温雰囲気下に２４０秒間放置した。プリベーク工程として、図２に示すようなリフトピン付きのホットプレートを１１基（いずれも加熱温度は８０℃）備えたプリベーク炉を使用し、樹脂塗布基板をシャトルにて１基目から１１基目まで順次移して各ホットプレートにて８０℃の温度を２分間保持するようにプリベークした後、樹脂塗布基板を観察したところ、凹凸のピン跡は認められなかった。
【００３０】
〔比較例１〕
カラーレジスト塗布装置（平田機工社製ヘッドコーター）に赤レジスト樹脂（新日鐵化学社製光感光性アクリル樹脂，揮発性溶媒８１重量％含有）を充填し、ガラス基板上にポストベーク後の膜厚が１．０μｍとなるような設定で均一に塗布した。プリベーク工程として、図２に示すようなリフトピン付きのホットプレートを１１基（いずれも加熱温度は８０℃）備えたプリベーク炉を使用し、樹脂塗布基板を待機工程を経ずに直接プリベーク工程に送り、シャトルにて１基目から１１基目まで順次移して各ホットプレートにて８０℃の温度を２分間保持するようにプリベークした後、樹脂塗布基板を観察したところ、凹凸のピン跡が顕著に認められた。
【００３１】
以上、本発明をカラーフィルタ基板の製造工程を例にして説明したが、本発明はこれ以外にも例えばカラーフィルタ上に形成される熱硬化性樹脂からなる保護膜や透明電極上に形成される同じく熱硬化性樹脂からなる配向膜にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態を説明するためのカラーフィルタ基板を例とした製造工程を示す説明図。
【図２】本発明および従来例において、プリベーク工程で用いられる加熱プレートを示す（ａ）平面図，（ｂ）そのＡ−Ａ線断面図。
【図３】従来例での問題点を示す説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１  ホットプレート
２  リフトピン
３  基板
４  樹脂
１０，３０  洗浄・乾燥工程
２０  ＳｉＯ２形成工程
４０  レジスト塗布工程
５０  待機工程
６０  プリベーク工程
７０  露光・現像工程
８０  ポストベーク工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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